CN115759892A - 用于电力物资仓储的无人化智能盘点系统及方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种用于电力物资仓储的无人化智能盘点系统及方法，其特征在于，包括盘点巡检机器人、充电箱以及远端管理平台；所述盘点巡检机器人包括硬件模块和软件模块；所述硬件模块包括AGV主体及图像采集设备，所述图像采集设备与AGV主体通过云台连接，且所述AGV主体设置有多种传感器；所述软件模块包括系统模块和功能模块，所述系统模块包括调度系统、控制系统及巡检系统；所述功能模块包括地图识别单元、路径规划单元、自主导航移动单元、智能避障单元、目标识别单元以及RFID盘点单元；所述远端管理平台与盘点巡检机器人通过局域网连接，所述盘点巡检机器人接收远端管理平台下发的任务，并将任务完成结果反馈给远端管理平台。

Description

用于电力物资仓储的无人化智能盘点系统及方法

技术领域

本公开属于自动化仓储管理技术领域，尤其涉及一种用于电力物资仓储的无人化智能盘点系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着电力行业的发展，各种电力设备物资需求量逐渐增大，为了保证突发情况下的物资需求以及各区域电力设备资源的快速调配，急需进行电力设备物资仓储的构建；现有的仓库系统由于仓库面积广阔，仓管人员盘点任务艰巨，高架物资需要使用叉车叉下后对着物资信息表进行逐个盘点，人工作业具有很大危险性。在物资种类多、信息复杂的情况下，全仓盘点一个库区需要耗费很长时间。同时，仓库日常运转过程中，有大量的物资涌入仓库，繁重的物资出入库工作使仓管工作人员压力攀升，同时由于人工作业盘点效率低导致工作陷入保障工程进度和保障库存准确的两难境地。

为了解决上述存在的问题，现有方法利用智能机器人实现库存盘点，但是，发明人发现现有的盘点机器人多采用RFID读取方式进行盘点，RFID方式具有识别距离远、读取速度快的优点，但RFID盘点只能对仓库的总库存情况进行核对，不能区分货物的具体位置。而对于全自动无人仓库，不仅要核对总的库存情况，并且在盘点时要核对货物是否在正确的货位上，这样才能保证出库的正确性。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提供了一种用于电力物资仓储的无人化智能盘点系统及方法，所述方案基于自主设计的盘点巡检机器人极大程度的提高了盘点效率，保证了应急抢险过程中仓库的正常运转；同时，本公开所述方案不仅能通过RFID的方式对仓库的整体库存进行快速盘点，也能通过识别二维码的方式对每个货位上的货物进行确认。

根据本公开实施例的第一个方面，提供了一种用于电力物资仓储的无人化智能盘点系统，包括盘点巡检机器人、充电站以及远端管理平台；

所述盘点巡检机器人包括AGV小车，所述AGV小车顶部与多级升降桅杆的一端固定连接，所述多级升降桅杆另一端连接有相机支架，所述相机支架上设置有二维码识别相机；所述AGV小车顶部还设置有RFID读写器；所述盘点巡检机器人基于标定有货位位置的仓库地图，及货位上物资的RFID标签及二维码标签实现各个货位物资的盘点巡检；

所述充电箱用于盘点巡检机器人的自主充电；

所述远端管理平台与盘点巡检机器人通过局域网连接，所述盘点巡检机器人接收远端管理平台下发的任务，并将任务完成结果反馈给远端管理平台。

进一步的，所述多级升降桅杆采用自动化控制，根据货位不同层级之间的距离，通过多级升降桅杆的升降控制，确保二维码识别相机能够到达可视二维码标签的位置。

进一步的，所述标定有货位位置的仓库地图的获取，具体为：预先对物资仓库进行地图绘图，绘图后对地图中每个货位坐标进行标定，并且将当前货位的存储类别与货位坐标进行绑定。

进一步的，所述基于标定有货位位置的仓库地图，及货位上物资的RFID标签及二维码标签实现各个货位物资的盘点巡检，包括：所述盘点巡检机器人根据仓库地图上的货位坐标，基于路径规划算法实现盘点巡检的路径规划，所述盘点巡检机器人基于规划好的路径到达每个货位位置，利用盘点巡检机器人搭载的RFID读写器及二维码识别相机实现各个货位物资的盘点巡检。

进一步的，所述盘点巡检机器人利用搭载的RFID读写器及二维码识别相机获取到RFID标签及二维码标签内的物资信息后与当前货位坐标下的存储类别进行比对，若不同，则向远端管理平台发出告警。

进一步的，所述相机支架上设置有间隔预设距离的二维码识别相机。

根据本公开实施例的第二个方面，提供了一种用于电力物资仓储的无人化智能盘点方法，包括：

预先对仓库进行地图构建，并对构建好的地图进行每个货位坐标进行标定，并且将当前货位的存储类别与货位坐标进行绑定。

盘点巡检机器人根据仓库地图上的货位坐标，基于路径规划算法实现盘点巡检的路径规划；

所述盘点巡检机器人基于规划好的路径到达每个货位位置，利用盘点巡检机器人搭载的RFID读写器及二维码识别相机实现各个货位物资的盘点巡检，并将盘点数据反馈给远端管理平台。

与现有技术相比，本公开的有益效果是：

(1)本公开所述方案提供了一种用于电力物资仓储的无人化智能盘点系统，所述方案基于RFID标签和二维码标签的组合，有效保证了盘点过程的准确性，同时，本公开所述盘点巡检机器人采用了多级升降桅杆实现二维码相机高度的自动化调整，有效应对了货架具有多层的情况。

(2)本公开所述方案预先对物资仓库进行地图绘图，绘图后对地图中每个货位坐标进行标定，并且将当前货位的存储类别与货位坐标进行绑定，所述盘点巡检机器人在盘点过程中能够判断当前货位的物资是否存储在正确的类型区域内，避免物资的存储混乱。

(3)本公开所述方案中的盘点巡检机器人结合RFID、图像识别、传感器、物联网等多项先进技术，实现无人仓库机器人自主导航、高效盘点、货位物资类型不匹配以及自主充电等众多功能。

本公开附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开实施例一中所述的巡检盘点机器人结构示意图；

图2为本公开实施例一中所述的RFID标签存储信息结构示意图；

图3为本公开实施例一中所述的用于电力物资仓储的无人化智能盘点系统及方法流程图；

其中，1、AGV小车；2、多级升降桅杆；3、二维码识别相机；4、RFID读写器；5、无线充电模块。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本公开做进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一：

本实施例的目的是提供一种用于电力物资仓储的无人化智能盘点系统。

一种用于电力物资仓储的无人化智能盘点系统，包括盘点巡检机器人(如图1所示展示了本公开所述盘点巡检机器人的具体结构)、充电站以及远端管理平台；

所述盘点巡检机器人包括AGV小车，所述AGV小车顶部与多级升降桅杆的一端固定连接，所述多级升降桅杆另一端连接有相机支架，所述相机支架上设置有二维码识别相机；所述AGV小车顶部还设置有RFID读写器；所述盘点巡检机器人基于标定有货位位置的仓库地图，及货位上物资的RFID标签及二维码标签实现各个货位物资的盘点巡检；

所述充电箱用于盘点巡检机器人的自主充电；

所述远端管理平台与盘点巡检机器人通过局域网连接，所述盘点巡检机器人接收远端管理平台下发的任务，并将任务完成结果反馈给远端管理平台。

首先，需要说明的是，本公开所述方案的实现基于如下前提：

(1)物资存储货架为多层，且同一货架存储的物资为同一类别；

(2)同一货架的不同层级层距一致。

进一步的，所述多级升降桅杆采用自动化控制，根据货位不同层级之间的距离，通过多级升降桅杆的升降控制，确保二维码识别相机能够到达可视二维码标签的位置。需要说明的是，对于多层货架物资的盘点现有技术通常采用人工盘点的方式，现有的盘点机器人无法自动化实现多层货架物资的盘点及巡检；本公开所述方案基于存储特定物资的货架各层的层距是固定的，且同种物资存储通常为标准形状，当盘点机器人到达特定货架位置时，通过控制多级升降桅杆伸缩特定高度，来实现二维码识别相机准确到达货架不同层级的可视二维码标签的位置。

进一步的，所述标定有货位位置的仓库地图的获取，具体为：预先对物资仓库进行地图绘图，绘图后对地图中每个货位坐标进行标定，并且将当前货位的存储类别与货位坐标进行绑定，同时绑定的信息好包括货架层距大小。。

进一步的，所述基于标定有货位位置的仓库地图，及货位上物资的RFID标签及二维码标签实现各个货位物资的盘点巡检，包括：所述盘点巡检机器人根据仓库地图上的货位坐标，基于路径规划算法实现盘点巡检的路径规划，所述盘点巡检机器人基于规划好的路径到达每个货位位置，利用盘点巡检机器人搭载的RFID读写器及二维码识别相机实现各个货位物资的盘点巡检。

进一步的，所述盘点巡检机器人利用搭载的RFID读写器及二维码识别相机获取到RFID标签及二维码标签内的物资信息后与当前货位坐标下的存储类别进行比对，若不同，则向远端管理平台发出告警。

进一步的，所述相机支架上设置有间隔预设距离的多个二维码识别相机，其原因是物资上的二维码标签存在粘贴标准性较低以及粘贴位置精度较低的问题，单独的二维码识别相机识别范围有限，通过多个设备的共同作用，能够有效保证二维码标签识别。在本实施例中，所述二维码识别相机的数量设置为两个，同时，所述间隔预设距离的设定采用如下方案：

(1)获取处于同一货架层的一定数量的带二维码标签的物资图像；

(2)对获取的物资图像按照物资类型进行分类；

(3)选择实际尺寸最大的物资类别图像，并进行预处理统一该类别图像的尺寸比例；

(4)基于图像处理算法(如CNN神经网络模型)，确定该类别所有图像中二维码标签中心在图像中的位置坐标；

(5)求解所述位置坐标纵坐标的最大值和最小值；

(6)最大值和最小值间求差，并基于图像的尺寸比例反演得到实际距离，

作为间隔预设距离。

通过上述设置，能够有效保证所述盘点巡检机器人通过多级升降桅杆的一次升降控制调整二维码识别相机的位置后，能够保证对位于某一特定层级的物资二维码进行准确识别。

进一步的，所述AGV小车侧面设置有无线充电模块。

进一步的，所述RFID标签存储有物资ID编号。

进一步的，所述二维码标签存储有订单编号、项目名称、供应商名称、物料编号、物料描述、数量及单位信息。

进一步的，所述盘点巡检机器人系统软件方面还包括机器人调度系统、机器人控制系统以及巡检系统组成，其中，各控制系统具体功能如下：

机器人控制系统为机器人的控制中心，负责控制机器人移动以及负责作业动作的计算，功能包含对传感器数据进行处理上传、对移动底盘的速度闭环控制、移动机器人的路径规划控制、移动机器人的姿态计算、对执行机构的控制处理、高精度建图等。

机器人调度系统是对外的第一层系统，其负责机器人的调度和显示机器人状态，系统功能包含机器人在仓库内导航路径控制、交通优先级设定、巡检移动路径站点控制、仓库导航点设置、多任务队列管理、计划任务管理、执行中任务状态监控、历史任务查询，机器人状态监控、机器人故障、通信故障错误处理控制。同时显示控制界面UI系统，支持WEB管理与多终端登录，支持PC端与PAD端登录管理、查询、控制。

巡检系统是对外的第二层系统，其负责在统一的系统中完成机器人的业务执行管理，巡检看板，实时监控，远程操作，任务结果分析等核心功能。打通机器人与各个层级业务系统之间的连接，支持与客户系统稳定对接。

远端管理平台可以与机器人调度系统或巡检系统通讯，采用标准的API的方式，与机器人系统传递控制信息，包括下发任务信息，查询机器人状态、机器人任务管理等等，保持和机器人系统的实时通讯。

进一步的，所述巡检盘点机器人均配备一个机器人充电箱，所述充电箱安装在室内的角落位置。地面固定安装，便于操作和维护，充电箱需进行接地，与插座箱内部接地连接在一起即可。根据项目现场实际设备布置情况，机器人充电箱的整体取电位置采用专用电源供电，充电箱需要外部提供220V，30A交流电源作为系统的能量供给，并保证供电的稳定和可靠。电源的具体位置可根据现场安装位置决定；其中，所述机器人充电箱内设置有无线充电背板，集合盘点巡检机器人内设置的无线充电模块实现巡检机器人的自动充电。

实施例二：

本实施例的目的是提供一种用于电力物资仓储的无人化智能盘点方法。

一种用于电力物资仓储的无人化智能盘点方法，包括：

预先对仓库进行地图构建，并对构建好的地图进行每个货位坐标进行标定，并且将当前货位的存储类别与货位坐标进行绑定。

盘点巡检机器人根据仓库地图上的货位坐标，基于路径规划算法实现盘点巡检的路径规划；

所述盘点巡检机器人基于规划好的路径到达每个货位位置，利用盘点巡检机器人搭载的RFID读写器及二维码识别相机实现各个货位物资的盘点巡检，并将盘点数据反馈给远端管理平台。

具体的，为了便于理解，以下对本公开所述无人化智能盘点方法进行详细说明：

传统的盘点方法无法对货物、货位进行精确定位，不适用于无人化仓库使用。该方案基于标准化标识与特别设计的机器人，实现了一位一物、一物一码的精细化盘点。如图1所示，本公开所述无人化智能盘点方法的具体步骤如下：

(1)首先，对仓库进行建图，建图完成后对地图中每个货位坐标进行点位采集。该步骤完成后，盘点巡检机器人可根据地图信息找到每一个货位。

(2)盘点巡检机器盘点时，进行自主路径规划，通过RFID标签获取所有物资的物资ID编号。

(3)在每个货位前通过调整升降桅杆的高度，将相机调整至可视二维码的位置，进行二维码信息读取。

(4)盘点完成后，将货位-物资信息发送给远端控制平台。

上述实施例提供的一种用于电力物资仓储的无人化智能盘点系统及方法可以实现，具有广阔的应用前景。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种用于电力物资仓储的无人化智能盘点系统，其特征在于，包括盘点巡检机器人、充电站以及远端管理平台；

所述盘点巡检机器人包括AGV小车，所述AGV小车顶部与多级升降桅杆的一端固定连接，所述多级升降桅杆另一端连接有相机支架，所述相机支架上设置有二维码识别相机；所述AGV小车顶部还设置有RFID读写器；所述盘点巡检机器人基于标定有货位位置的仓库地图，及货位上物资的RFID标签及二维码标签实现各个货位物资的盘点巡检；

所述充电箱用于盘点巡检机器人的自主充电；

所述远端管理平台与盘点巡检机器人通过局域网连接，所述盘点巡检机器人接收远端管理平台下发的任务，并将任务完成结果反馈给远端管理平台。

2.如权利要求1所述的一种用于电力物资仓储的无人化智能盘点系统，其特征在于，所述多级升降桅杆采用自动化控制，根据货位不同层级之间的距离，通过多级升降桅杆的升降控制，确保二维码识别相机能够到达可视二维码标签的位置。

3.如权利要求1所述的一种用于电力物资仓储的无人化智能盘点系统，其特征在于，所述标定有货位位置的仓库地图的获取，具体为：预先对物资仓库进行地图绘图，绘图后对地图中每个货位坐标进行标定，并且将当前货位的存储类别与货位坐标进行绑定。

4.如权利要求1所述的一种用于电力物资仓储的无人化智能盘点系统，其特征在于，所述基于标定有货位位置的仓库地图，及货位上物资的RFID标签及二维码标签实现各个货位物资的盘点巡检，包括：所述盘点巡检机器人根据仓库地图上的货位坐标，基于路径规划算法实现盘点巡检的路径规划，所述盘点巡检机器人基于规划好的路径到达每个货位位置，利用盘点巡检机器人搭载的RFID读写器及二维码识别相机实现各个货位物资的盘点巡检。

5.如权利要求1所述的一种用于电力物资仓储的无人化智能盘点系统，其特征在于，所述盘点巡检机器人利用搭载的RFID读写器及二维码识别相机获取到RFID标签及二维码标签内的物资信息后与当前货位坐标下的存储类别进行比对，若不同，则向远端管理平台发出告警。

6.如权利要求1所述的一种用于电力物资仓储的无人化智能盘点系统，其特征在于，所述相机支架上设置有竖直方向间隔预设距离的多个二维码识别相机。

7.如权利要求1所述的一种用于电力物资仓储的无人化智能盘点系统，其特征在于，所述AGV小车侧面设置有无线充电模块。

8.如权利要求1所述的一种用于电力物资仓储的无人化智能盘点系统，其特征在于，所述RFID标签存储有物资ID编号。

9.如权利要求1所述的一种用于电力物资仓储的无人化智能盘点系统，其特征在于，所述二维码标签存储有订单编号、项目名称、供应商名称、物料编号、物料描述、数量及单位信息。

10.一种用于电力物资仓储的无人化智能盘点方法，其利用了如权利要求1-9任一项所述的一种用于电力物资仓储的无人化智能盘点系统，包括：

预先对仓库进行地图构建，并对构建好的地图进行每个货位坐标进行标定，并且将当前货位的存储类别与货位坐标进行绑定。

盘点巡检机器人根据仓库地图上的货位坐标，基于路径规划算法实现盘点巡检的路径规划；

所述盘点巡检机器人基于规划好的路径到达每个货位位置，利用盘点巡检机器人搭载的RFID读写器及二维码识别相机实现各个货位物资的盘点巡检，并将盘点数据反馈给远端管理平台。

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